量子计算机旨在比传统计算机更准确，更有效地执行任务，从而为开发人员提供了用于特定应用程序的新工具。很明显，在短期内，量子计算机不会取代其传统的同行。相反，他们将要求古典计算机支持其专业能力，例如系统优化。[2]
量子计算和人工智能既是变革性技术，又需要人工智能，需要量子计算才能取得重大进展。尽管人工智能通过经典计算机产生功能应用，但它受经典计算机的计算功能的限制。量子计算可以为人工智能提供计算的提升，从而使其能够解决商业和科学领域的许多领域中更复杂的问题。[4]
什么是量子计算？
量子计算是基于量子理论原理开发计算机技术的研究领域。按照量子物理学定律，量子计算机将通过在多个状态的能力中获得巨大的处理能力，并同时使用所有可能的排列执行任务。
量子计算和人工智能既是变革性技术，又需要人工智能，需要量子计算才能取得重大进展。
经典和量子计算的比较
经典计算在其最终层面上依赖于布尔代数表示的原则。数据必须在任何时间点或位时以独家二进制状态处理。虽然现在每个晶体管或电容器都需要在0或1的时间内切换状态，现在可以在数十亿分之一的时间内进行切换，但对于这些设备可以速度可以切换状态的速度仍然存在一个限制。随着我们发展到较小，更快的电路，我们开始达到材料的物理限制和应用物理定律的阈值。除此之外，量子世界接管了。在量子计算机中，许多元素粒子（例如电子或光子）可以用它们的电荷或极化为0和/或1的表示形式。这些粒子的性质和行为构成了量子计算的基础。
量子叠加和纠缠
量子物理学的两个最相关的方面是叠加和纠缠的原理。
量子叠加和纠缠创造了极大增强的计算能力
叠加：将量子视为磁场中的电子。电子的旋转可能与该场对齐，该场被称为旋转状态，或与该场相反，被称为旋转状态。根据量子定律，该粒子进入状态的叠加，其中它的行为仿佛在两种状态下。使用的每个量子都可以叠加0和1。
纠缠：在某个时候相互作用的粒子保留了一种连接类型，并且可以成对纠缠在一起，以称为相关的过程。知道一个纠缠粒子的旋转状态 - 向上或向下 - 使一个人知道其伴侣的旋转方向相反。量子纠缠允许被令人难以置信的距离隔开的Qubit瞬间相互作用（不限于光速）。无论相关粒子之间的距离多么巨大，只要它们被隔离，它们就会保持纠缠。两者合计，量子叠加和纠缠创造了极大的增强计算能力。在普通计算机中的2位寄存器只能在任何给定时间存储四种二进制配置（00、01、10或11）中的一种，则量子计算机中的2 Quitit寄存器可以同时存储所有四个数字，因为每个量子位代表两个值。如果添加了更多量子位，则增加的容量会呈指数扩展。
量子计算机的困难
干扰 - 在量子计算的计算阶段，量子系统中的丝毫干扰（例如杂散的光子或EM辐射波）会导致量子计算崩溃，这一过程称为脱附。在计算阶段，必须完全与所有外部干扰完全隔离量子计算机。
误差校正 - 鉴于量子计算的性质，误差校正非常关键 - 即使计算中的一个错误也可能导致整个计算的有效性崩溃。
输出观察 - 与上述两个密切相关，在量子计算后检索输出数据完全损坏数据。
量子计算和AI的应用
请记住，术语“量子AI”是指利用量子学习算法的计算量子计算，该计算利用了量子计算的计算优势，以实现无法实现经典计算机无法实现的结果，以下是一些量子计算和AI的超级组合的应用[4]：
处理大量数据
我们每天都会产生2.5个数据。这相当于25万图书馆的国会图书馆或500万笔笔记本电脑的内容。每天的每一分钟32亿个全球互联网用户继续在Pinterest上使用9,722个引脚，347,222条推文，420万个Facebook喜欢，以及我们通过拍摄图片和视频，保存文档，打开帐户等创建的所有其他数据。[3]
量子计算机旨在管理大量数据，并非常快速地发现异常。随着量子计算机设计的每个新启动的迭代以及对量子错误校正代码进行的新改进，开发人员现在能够更好地管理量子位的潜力。还可以优化解决各种业务问题以做出更好决策的相同情况。[2]
更快地解决复杂问题
量子计算机可以在几秒钟内完成计算，这将需要当今的计算机多年才能计算。使用量子计算，开发人员可以同时使用多个输入进行多个计算。量子计算机对于处理企业每天生成的巨大数据量至关重要，并且可以使用快速计算来解决非常复杂的问题，这些问题可以表示为量子至高无上，量子计算机可以完成200秒。关键是将公司面临的现实世界中的问题转化为量子语言。[2]？[6]
更好的业务见解和模型
随着制药，金融和生命科学行业等行业产生的数据量增加，公司正在失去与经典计算绳的联系。为了拥有更好的数据框架，这些公司现在需要具有潜在处理能力的复杂模型来建模最复杂的情况。这就是量子计算机发挥巨大作用的地方。通过量子技术创建更好的模型将导致医疗保健领域中的疾病的更好治疗方法，例如COVID-19的研究周期，从测试，追踪和治疗病毒的研究周期，可以减少银行业的财务内爆，并改善制造业的物流链。[2]
集成多组数据
为了管理和集成多个来自多个来源的数据集，量子计算机最好提供帮助，这使得过程更快，并且还使分析更加容易。处理这么多赌注的能力使量子计算成为解决各个领域的业务问题的足够选择。[2]
未来
量子计算市场将达到22亿美元，并且在2026年，安装量子计算机的数量将达到180次，当年生产约45台机器。其中包括在量子计算机公司本身安装的两台机器，这些机器由量子服务以及客户场所访问。[5]
云访问收入可能会以量子计算形式作为服务（QCAAS）产品的量子计算公司的收入来源主导，这将占2026年所有量子计算收入的75％。尽管从长远来看，可能会更广泛地购买，如今，潜在的最终用户更倾向于在云上进行量子计算，而不是在量子计算设备上进行技术风险和昂贵的投资。[5]
在平行轨道量子软件应用程序中，随着未来5年的基础设施的发展，开发人员的工具和量子工程师和专家的数量将会增长鼓励许多大学添加量子计算作为其课程的重要组成部分。
艾哈迈德·巴纳法（Ahmed Banafa），作者：
使用区块链和AI安全且智能的物联网（IoT）
区块链技术和应用
参考
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